工业机器人在自动化冲压线上的应用研究

苏凯

摘 要：随着时代得发展，自动化行业得到了飞速发展，在自动化冲压生产线领域得到广泛推广，随着工业机器人得广泛应用，对自动化生产线具有重要作用，并能够保证生产安全，降低成本，在将来工业自动化应用将越来越普及。本文主要对工业机器人在自动化冲压线中运用原理和实施进行了分析探讨。

关键词：工业机器人;冲压;自动化生产线;应用

随着科学的不断进步，工业技术的不断发展，工业机器人作为工业生产中的重要的自动化冲压生产线已经广泛应用到生产制造中，自动化冲压技术是提高生产质量和生产效率主要的措施。

在一定程度上对工业生产成本进行优化控制，维护工业生产的综合效益。工业机器人作为可靠性强、灵活性高、安全性好，并且运行方便的一种新型的机械设备在冲压自动线上的运用，具有重要的作用。

1.工业机器人概述

1.1 概念。

工业机器人是指在工业领域内所应用的机械手或机器人，其具有多关节和多自由度。在实际应用中，通过对工业机器人的运行程序进行预先设定，即可实现自动执行具体工作，并基于自身控制系统和动力系统实现预定功能，从而保证工业机器人的规范操作。可以通过现场对工业机器人控制或者通过预先编辑好程序来控制工业机器人，是其达到完成指定任务的目的。

1.2 结构类型。

工业机器人主要包含控制系统、机器人主体以及驱动系统这几个基本的组成部分，其中机器人主体作为执行器件，其性能非常关键，它一般包含机座与执行机构组成。具有和人相似的动作功能，可以在空间抓放物体或者进行其他的操作，包括手部、腕部和臂部，而要想機器人本体动起来还需有驱动系统，它由传动机构和动力装置组成。其中机器人的腕部通常有1～3个自由度，自由度总数可在3～6个左右。工业机器人作业过程中，基于技术人员在控制系统中编制程序实现对驱动系统及机器人主体发号施令，并控制机器人的执行动作，从而确保工业机器人的规范操作（1）。

1.3 特性分析。

多数情况下我们可以通过将数控伺服轴，遥控操作器等进行有序连接，再利用预先设置好的程序驱动电路控制机器人本体，让机器人动作有效地进行。一般应用于冲压自动化生产线中的工业机器人具有行走功能，由于其内部具有模拟人类感知系统，在执行动作的过程中能够基于此系统完成各项操作，在保证冲压自动化生产质量与效率的同时，达到控制生产成本的目的。工业机器人具有较高的柔性，在控制程序修改上有一定可操作性，从而促进各项功能与动作的顺利实现，更好地满足冲压自动化生产线的对工业机器人的应用需求（2）。

工业机器人主要有三个特点：

（1）具有类人的功能，比如工业机器人具备感知功能、作业功能、行走功能，并且还可以完成很多的动作要求。

（2）可以根据人预先设置的编程系统进行自动的工作，或者通 过程序改变动作、工作中的要求以及工作对象。

（3）使用特点：工业机器人能够通过端拾器的切换和机器人的 动作轨迹的调整，从而使设备更加柔性化。

工业机器人的生产成本低，机器人线的投资比较低，在自动化冲压生产性中应用机器人不仅经济、适用，还可以适用于生产线的 自动化改造。

2 工业机器人在冲压自动化生产线中的应用

在汽车制造的过程中，工业机器人在冲压自动化生产线运行 的循环方式为：机器人拆剁（剁料拆垛）一板料传输一板料涂油- 板料对中一上料机器人送货一首台压机冲压一下料机器人取货、送货一压机冲压一根据工序数量循环一下料机器人取货、送货一末端压机冲压一线尾机器人取货、放货一皮带机输送一人工码垛。

2.1 拆剁系统

在冲压自动化生产线输送的过程中，自动拆剁单元是必备的 系统，并且拆剁单元主要包括拆剁小车、自动涂油装置、磁性皮带 机以及对中台和双料检测等设备。拆剁小车主要应用在上料区和 上料后停放的固定位置，可以为机器人取料提供方便。磁力皮带机 根据位置不同可以分为导出式皮带机和导入式皮带机，导入式皮 带机主要应用于将机器人从拆剁机初取出的物料送到涂油机中，而导出式皮带机主要将板料按照一定的速度送入到对中台内，但 是其基本原理是相同的。自动涂油机主要是对于板件拉延率较大 时，在板料进行拉延工序时，进行安排涂油工序，从而可以通过自 动涂油机在板料的表面上涂上拉延油，消除冷轧钢板上的生产地 滑移线。从而可以保证冲压成型的板件的表面质量良好以及满足 润滑性要求，而且还可以增加冲压钢板的防锈能力⑶。

2.2控制系统

在冲压自动化生产线中控制系统是机器人的核心部位，控制 系统保证生产线各种组成部分的协调工作，控制系统技术的可靠 性、先进性以及完善性，控制方法的有效性、灵活性直接影响着冲 压自动化生产线的生产效率和自动化的程度。机器人的冲压自动 线的控制系统主要有监控控制系统、连线控制系统以及安全防护 系统三部分组成。连线控制系统主要应用于整条自动化生产流 程的控制，主要采用的是现场总线构成的分层控制架构。监控系统 主要是用于整个冲压生产线的流程监控，安全防护系统则应用于 整个生产线的安全系统控制。

2.3仿真模拟系统

在虚拟环境中进行仿真冲压线的运行，可以有效避免生产现 场的系统干涉、节拍不合理以及其他系统的错误，在冲压自动化生 产线运行的过程中，可以通过工业机器人进行离线编程，对机器人 的运动路线以及运动轨迹送行模拟，从而可以有效缩短现场的实 验以及调试工作，提高设备运行的安全性和可靠性

3.结语

总而言之，随着现代科学技术的不断进步，技术方面和设备方面也越来越科学新颖，使得冲压技术也得到优化，工业机器人的出现和应用，有效地代替了人工劳动，促进了工业生产效率的不断提升，为工业产品质量控制打下良好的基础。尤其是在冲压自动化生产线中，工业机器人的应用促进了自动化生产水平的提升，并且将工业生产成本控制在最佳范围内，在工业生产领域受到广泛关注。

参考文献

[1]陈立新.工业机器人在冲压自动化生产线的应用[J].机械设计与 制造，2010（10）

[2]王明，黄英，王长润.机器人冲压自动线的生产节拍优化[J].仪器 绝干洗或机械清洗2008，15（6）

[3]陈皓.冲压自动化的对中方法比较[J].自动化应用，2011（8）